第三代反应堆AP1000和EPR的堆芯核设计
2013-09-21韩向臻攸国顺
韩向臻 攸国顺 孙 微
环境保护部核与辐射安全中心核与辐射安全研究所,北京 100082
AP1000和EPR是我国正在发展的两种第三代核电站。这两种核电堆型的设计理念有较大的差异,AP1000引入安全系统非能动理念,大大降低了发生人因错误的可能性;EPR在传统设计的基础上对系统的设计、布置和运行进行了适当的改进和优化,增加安全系统多重性,增大了单机容量,经济性能得到了改善和提高。由于设计理念的不同,AP1000和EPR两种堆型的堆芯核设计也存在较大差异。
1 总体参数
AP1000核电站和EPR核电站的设计特点和总体参数的比较见表1。AP1000和EPR这两种三代堆型的设计寿命均为60年,增加了安全性能,延长了使用年限。AP1000的电功率为1000MW,EPR的单价容量较大,达到1750MW,提高了核电站的经济性。AP1000和EPR核电站堆芯活性段高度为426cm左右,不同于一般M310堆型的366cm。AP1000堆芯燃料组件为157盒,EPR堆芯组件数为241盒,这是由于EPR的设计的功率较大,堆芯燃料组件数目增多,堆芯等效直径也相应增大。EPR的平均线功率密度略小于AP1000。
2 燃料组件
2.1 AP1000燃料组件
AP1000燃料组件是基于RFA-2组件和RFA-2(XL)组件改进而成的。RFA-2燃料组件的活性区长度为12英尺,在靠近顶部的中间格架之间设置了三层搅混格架。RFA-2(XL)组件的活性区长度为14英尺,未设置搅混格架。AP1000燃料组件采用14英尺的活性区长度,在高热流密度区域,增设4层搅混格架。并对燃料组件加以改进,包括抬高了活性区,降低堆芯下板注量,延长RV寿命;降低管座高度,降低压降;燃料棒增加下气腔设计;增大燃料棒与上管座之间间隙,提供更多燃料棒生长空间等。……
